第一篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 宇宙航行

多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)

導(dǎo)入新課

針對(duì)上節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容提出以下問題.請(qǐng)同學(xué)們回憶： 1.萬有引力定律在天文學(xué)上有何應(yīng)用？

2.如何應(yīng)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量？能否計(jì)算環(huán)繞天體的質(zhì)量？

對(duì)于學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié),并強(qiáng)調(diào)：應(yīng)用萬有引力定律求解天體問題時(shí)，萬有引力充當(dāng)向心力，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的三種表述方式可得三種形式的方程，即

Mmv2G2?m

①

rrGMm2=mω·r

② 2rMm4?2rG2?m

2③ rT導(dǎo)入：這節(jié)課我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)有關(guān)宇宙航行的知識(shí).推進(jìn)新課

一、宇宙速度

打開“6.5宇宙航行.ppt”課件，切換到第二屏：

先給出問題讓學(xué)生思考并說出他們的方法，然后再介紹牛頓的設(shè)想：在地面上拋出的物體，由于受到地球引力的作用，所以最終都要落回到地面,但是如果在地面上拋出一個(gè)物體時(shí)的速度足夠大，那么它將不再落回地面，而成為一個(gè)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，這個(gè)物體此時(shí)就可認(rèn)為是一顆人造地球衛(wèi)星.課件展示《人造衛(wèi)星發(fā)射原理圖》，加深學(xué)生的理解：

屏幕切換到第六屏給出答案：

問題：什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？ 屏幕切換到第七屏，給出三個(gè)宇宙速度的有關(guān)概念.強(qiáng)調(diào)：這三個(gè)宇宙速度都是指的在地面發(fā)射時(shí)的速度.屏幕切換到第八屏，課件展示《三個(gè)宇宙速度》,如圖：

選擇動(dòng)畫中不同的速度，可以觀察到不同的結(jié)果.二、夢想成真

先引導(dǎo)學(xué)生閱讀書中有關(guān)內(nèi)容，然后課件展示有關(guān)的圖片和視頻.先讓學(xué)生自己做，然后老師總結(jié)并給出規(guī)范的解答.課堂小結(jié)

讓學(xué)生認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來.請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容，比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方.布置作業(yè)

1.教材“問題與練習(xí)”中的問題.2.閱讀教材“科學(xué)漫步”欄目中的短文《黑洞》和“STS”欄目中的短文《航天事業(yè)改變著人類生活》.注明：本課所用PPT課件及相關(guān)資料全部來自“志鴻優(yōu)化網(wǎng)”（http://004km.cn），文件解壓后就可使用，具體鏈接地址為：

http://004km.cn/?action=copyright!show&id=957

第二篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 文本式教學(xué)設(shè)計(jì) 宇宙航行

宇宙航行 文本式教學(xué)設(shè)計(jì)

整體設(shè)計(jì)

本節(jié)重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，并介紹了第二、第三宇宙速度.人造衛(wèi)星是萬有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，是人類征服自然的見證，體現(xiàn)了知識(shí)的力量，是學(xué)生學(xué)習(xí)了解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好素材.教材不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實(shí)際物理問題的物理方法.因此本節(jié)課是“萬有引力定律與航天”中的重要內(nèi)容，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問題的理論基礎(chǔ).另外，學(xué)生通過對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛，增強(qiáng)民族自信心和自豪感.本節(jié)內(nèi)容涉及人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和三個(gè)宇宙速度的含義，在處理有關(guān)衛(wèi)星的問題時(shí)，可以按勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型處理，進(jìn)而結(jié)合向心力公式、向心加速度公式及圓周運(yùn)動(dòng)公式，推導(dǎo)已知量和未知量的關(guān)系.學(xué)習(xí)宇宙速度時(shí)，要對(duì)比記憶，明確其物理意義.應(yīng)掌握推導(dǎo)過程，體會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度的物理思想，另外，結(jié)合向心運(yùn)動(dòng)或離心運(yùn)動(dòng)分析衛(wèi)星軌道如何變化或改變的原因.教學(xué)重點(diǎn)

會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度.教學(xué)難點(diǎn)

運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系.課時(shí)安排

1課時(shí)

三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí).2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.3.通過實(shí)例，了解人類對(duì)太空的探索歷程.過程與方法

1.能通過航天事業(yè)的發(fā)展史說明物理學(xué)的發(fā)展對(duì)于自然科學(xué)的促進(jìn)作用.2.通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過對(duì)我國航天事業(yè)發(fā)展的了解，進(jìn)行愛國主義的教育.2.關(guān)心國內(nèi)外航空航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，有將科學(xué)技術(shù)服務(wù)于人類的意識(shí).課前準(zhǔn)備

多媒體課件、月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)演示儀.教學(xué)過程

導(dǎo)入新課 情景導(dǎo)入

阿波羅飛船載人登月和返回地球的軌道示意圖

經(jīng)火箭發(fā)射，“阿波羅11號(hào)”首先進(jìn)入環(huán)繞地球的軌道，然后加速，脫離地球軌道后，慣性滑行，進(jìn)入環(huán)繞月球的軌道，最后登月艙降落在月球.當(dāng)宇航員在月球上完成工作后，再發(fā)動(dòng)引擎進(jìn)入環(huán)月球的軌道，然后加速，脫離月球軌道，進(jìn)入地球軌道，最后降落于地球.結(jié)合登月航線討論：為什么飛船能圍繞地球旋轉(zhuǎn)？飛船在什么條件下能掙脫地球的束縛？

情景導(dǎo)入

萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，不僅解決了天上行星的運(yùn)行問題，也為人們開辟了上天的理論之路.現(xiàn)代火箭航天技術(shù)先驅(qū)、俄國科學(xué)家齊奧爾科夫斯基曾說過：“地球是人類的搖籃，人類絕不會(huì)永遠(yuǎn)躺在這個(gè)搖籃里，而會(huì)不斷地探索新的天體和空間.”1957年10月4日，前蘇聯(lián)用三級(jí)火箭發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星——“旅行者1號(hào)”，人類開始邁入航天時(shí)代.火箭發(fā)射

2003年10月15日，“神舟五號(hào)”飛船載著中國第一位航天員楊利偉成功升空，這標(biāo)志著我國進(jìn)入了載人航天時(shí)代.那么，多大的速度才能使物體不再落回地面，而使其成為地球的一顆衛(wèi)星呢？ 情景導(dǎo)入

牛頓在思考萬有引力定律時(shí)就曾經(jīng)想過，從高山上水平拋出的物體速度一次比一次大時(shí)，落點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn).如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，這就是人造地球衛(wèi)星的雛形.那么這個(gè)速度需要多大呢？

學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之后便可解決上述問題了.推進(jìn)新課

一、宇宙速度

課案片段一：人造地球衛(wèi)星

課件展示

1.人造衛(wèi)星發(fā)射及其在圓形軌道上的運(yùn)動(dòng).2.演示月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng).問題：1.拋出的石頭會(huì)落地，為什么衛(wèi)星、月球沒有落下來？

2.衛(wèi)星、月球沒有落下來必須具備什么條件？ 學(xué)生帶著這兩個(gè)問題閱讀教材“宇宙速度”部分.策略：教師不要急于讓學(xué)生回答上述兩個(gè)問題，提出這兩個(gè)問題的目的是讓學(xué)生帶著問題去閱讀課文，具有針對(duì)性，而且這兩個(gè)問題可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.教師活動(dòng)：演示拋物實(shí)驗(yàn)，提出問題：

1.平拋物體的速度逐漸增大，物體的落地點(diǎn)如何變化？ 2.速度達(dá)到一定值后，物體能否落回地面？ 3.若不能，此速度必須滿足什么條件？ 4.若此速度再增大，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 組織學(xué)生討論、交流，大膽猜測.結(jié)論：1.平拋物體的速度逐漸增大，物體的落地點(diǎn)逐漸變大.2.速度達(dá)到一定值后，物體將不再落回地面.3.物體不落回地面時(shí)環(huán)繞地面做圓周運(yùn)動(dòng)，所受地面的引力恰好用來提供向心力，滿足GMmr2?mvr2?v?GMr.4.若此速度再增大，物體不落回地面，也不再做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力不能提供所需要的向心力，從而做離心運(yùn)動(dòng)，軌道為橢圓軌道.合作探究

教師引導(dǎo)學(xué)生共同探究出：

1.人造衛(wèi)星：物體繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，此物體成為地球的衛(wèi)星.2.衛(wèi)星軌道：可以是圓軌道，也可以是橢圓軌道.衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)行時(shí)，由于地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供了衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力，而萬有引力指向地心，所以，地心必須是衛(wèi)星圓軌道的圓心.衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)（如同步衛(wèi)星），也可以和赤道平面垂直，還可以和赤道平面成任一角度.衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，地心是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，其周期和半長軸的關(guān)系遵循開普勒第三定律.3.衛(wèi)星的種類：

衛(wèi)星主要有偵察衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、地球資源勘測衛(wèi)星、科學(xué)研究衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星和測地衛(wèi)星等種類.4.衛(wèi)星的運(yùn)行：

衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，衛(wèi)星的軌道可視為圓形，這樣衛(wèi)星受到的萬有引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.設(shè)衛(wèi)星的軌道半徑為r，線速度大小為v，角速度為ω，周期為T，向心加速度為a.根據(jù)萬有引力定律與牛頓第二定律得GMmr2=ma=mv2r=mrω=mr

24?T22

所以，衛(wèi)星運(yùn)行速度、角速度、周期和半徑的關(guān)系分別為：v=

GMr,ω=

GMr3,T=

4?rGM3.例1 在圓軌道上質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則（）A.衛(wèi)星運(yùn)行的速度為122gR

B.衛(wèi)星運(yùn)行的周期為4?142Rg

C.衛(wèi)星的加速度為g

D.衛(wèi)星的動(dòng)能為mgR 解析：萬有引力充當(dāng)向心力，有GGMR2Mm(R?R)2?mv22R

又g=

gR2故v=GM2R?,A錯(cuò).T=

2??2Rv12?4?R2gRgR2?4?2Rg,B對(duì).a=v2r?v22R?g4,C錯(cuò).Ek=

12mv2?m?mgR4,D對(duì).答案：BD 總結(jié)：衛(wèi)星問題的求解，應(yīng)知道萬有引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.地球表面的重力加速度g=GMR2,當(dāng)M未知時(shí)，可用其代換.由于g=

GMR2經(jīng)常用到，所以叫“黃金公式”.點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用現(xiàn)代教育信息技術(shù)，把人類第一顆衛(wèi)星發(fā)射場景，我國衛(wèi)星發(fā)射、回收等有關(guān)資料片段重現(xiàn)在學(xué)生面前，給學(xué)生大量的生動(dòng)的直觀感受，使學(xué)生的思維在直觀情景中由感性具體上升到思維抽象，準(zhǔn)確地得到人造衛(wèi)星的概念.課堂訓(xùn)練

有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知它們的軌道半徑之比r1∶r2=4∶1,求這兩顆衛(wèi)星的：（1）線速度之比；（2）角速度之比；（3）周期之比；（4）向心加速度之比.參考答案： 解答：（1）由GMmr2?mvr2

得v=GMr

所以v1∶v2=1∶2.（2）由GMmr2=mω2r 得ω=GMr3

所以ω1∶ω2=1∶8.2?（3）由T=

?得T1∶T2=8∶1.（4）由GMmr2=ma 得a1∶a2=1∶16.課案片段二：三個(gè)宇宙速度

教師活動(dòng)：提出問題，讓學(xué)生帶著問題去閱讀課文，思考問題，交流討論，解決問題.問題：1.什么是第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度？ 2.第一宇宙速度是如何推導(dǎo)出來的？

3.將衛(wèi)星送入低軌道和送入高軌道哪一個(gè)更容易？為什么？ 4.所需的發(fā)射速度，哪一個(gè)更大？為什么？

5.發(fā)射速度和衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)的速度是不是同一速度？發(fā)射速度大說明什么？衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度大又說明什么？

學(xué)生閱讀課文，思考、討論，學(xué)生代表發(fā)言： 結(jié)論：1.第一宇宙速度：人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，v1=7.9 km/s.第二宇宙速度：在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽運(yùn)行的人造衛(wèi)星或飛到其他行星上去所必須達(dá)到的最小發(fā)射速度.v2=11.2 km/s.第三宇宙速度：在地面上發(fā)射物體，使之最后能脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度.v3=16.7 km/s.2.第一宇宙速度的推導(dǎo)：由v=

GMrGMR，應(yīng)用近地條件r=R(R為地球半徑），R=6 400 km，代入地球質(zhì)量M=6×1024 kg，得v=

=7.9 km/s.第一宇宙速度的另一種推導(dǎo)：

在地面附近，重力等于萬有引力，此力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.（地球半徑R、地面重力加速度g已知）

由mg=mv2R得v=gR?9.8?6400?103m/s=7.9 km/s.說明：上述兩種推導(dǎo)地球上第一宇宙速度的方法，也可以推廣運(yùn)用到其他星球上去.即知道了某個(gè)星球的質(zhì)量M和半徑r，或該星球的半徑r及表面的重力加速度g，可以用同樣方法，求得該星球上的第一宇宙速度.3.將衛(wèi)星送入低軌道容易，因?yàn)橄虻蛙壍腊l(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龅墓ι?4.向高軌道發(fā)射，所需要的發(fā)射速度大.5.發(fā)射速度與環(huán)繞速度不同.發(fā)射速度是將衛(wèi)星送入軌道，在地面上所必須獲得的速度.環(huán)繞速度是衛(wèi)星發(fā)射成功后，環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)的速度.由上述分析知，發(fā)射速度越大，軌道半徑越大，由v=GMr知，環(huán)繞速度越小.知識(shí)拓展

1.根據(jù)三個(gè)宇宙速度的定義，三個(gè)宇宙速度又分別叫環(huán)繞速度、脫離速度、逃逸速度.2.v1=7.9 km/s是最小的發(fā)射速度，但卻是最大的環(huán)繞速度.①7.9 km/s

A.0.4 km/s

B.1.8 km/s

C.11 km/s

D.36 km/s 解析：對(duì)于環(huán)繞地球或月球的人造衛(wèi)星，其所受萬有引力根據(jù)它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，即GMmr2?mv2r

所以v=

GMr

第一宇宙速度指的是最小發(fā)射速度，同時(shí)也是近地衛(wèi)星環(huán)繞速度，對(duì)于近地衛(wèi)星來說，其軌道半徑近似等于地球半徑

所以v月v地29?M月M29地?r地r月?481?29

所以v月=答案：B v地?×7.9 km/s≈1.8 km/s.課堂訓(xùn)練

1.恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星.中子星的半徑較小，一般在7 km—20 km，但它的密度大得驚人.若某中子星的半徑為10 km，密度為1.2×1017kg/m3，那么該中子星上的第一宇宙速度約為（）

A.7.9 km/s

B.16.7 km/s C.2.9×104 km/s

D.5.8×104 km/s 解析：中子星上的第一宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是該中子星的球半徑，且中子星對(duì)衛(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力，由GMmr2?mv2r,得v=GMr,又M=ρV=?4?r33,得

?1117v=r4?G?3=1×10×44?3.14?6.67?103?1.2?10m/s=5.8×107 m/s.答案：D 注意：7.9 km/s是地球人造衛(wèi)星的第一宇宙速度，不同的天體其第一宇宙速度也不同.只有理解了第一宇宙速度的物理意義，知道第一宇宙速度的導(dǎo)出過程，才能用這種計(jì)算方法計(jì)算任何天體上的第一宇宙速度.知識(shí)拓展

拓展1：同步衛(wèi)星是相對(duì)于地面靜止的、和地球自轉(zhuǎn)具有相同的周期的衛(wèi)星，T=24 h.同步衛(wèi)星一定位于赤道上方距地面高h(yuǎn)處，且h是一定的.同步衛(wèi)星也叫通訊衛(wèi)星.假設(shè)衛(wèi)星的軌道在某一緯線圈的上方跟著地球的自轉(zhuǎn)同步地做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ囊Φ囊粋€(gè)分力提供.由于另一個(gè)分力的作用將使衛(wèi)星軌道靠向赤道,故只有在赤道上方，同步衛(wèi)星才可能在穩(wěn)定的軌道上運(yùn)行.設(shè)地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的半徑為R，離地面的高度為h，由萬有引力提供向心力和已知的周期T，得：GMm(R?h)2=mω(R+h)=m(R+h)（22?T),所以，h=

32GMT4?22

-R，代入數(shù)值得h=3.6×107 m.由此可知要發(fā)射地球同步衛(wèi)星，必須同時(shí)滿足三個(gè)條件：(1)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同.(2)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道在地球的赤道平面內(nèi).(3)衛(wèi)星距地面的高度有確定的值（約為3.6×107 m）.拓展2：人造地球衛(wèi)星中的超重和失重

在人造衛(wèi)星的發(fā)射過程中，整個(gè)衛(wèi)星以加速度a向上加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)衛(wèi)星中的人和其他物體的動(dòng)力學(xué)方程為N-mg=ma N=mg+ma

即N>mg，這就是超重現(xiàn)象.這種情況與升降機(jī)中的超重相同.當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入軌道以后，圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)衛(wèi)星中的人和其他物體均以本身所受的重力作為向心力，即mg=mv2r

顯然，它們不再給支持物以壓力或拉力，衛(wèi)星上的物體完全失重，在衛(wèi)星中處于漂浮狀態(tài).因此，在衛(wèi)星上的儀器，凡是使用原理與重力有關(guān)的均不能使用.2.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示.則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是（）

A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度

C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度 D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度

解析：本題主要考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，尤其是考查了同步衛(wèi)星的發(fā)射過程，對(duì)考生理解物理模型有很高的要求.由GMmr2?mv2r得v=

GMr

因?yàn)閞3>r1，所以v3

因?yàn)閞3>r1,所以ω3<ω1

衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度為地球引力產(chǎn)生的加速度，而在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)，也只有地球引力產(chǎn)生加速度，故應(yīng)相等.同理，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度.答案：BD 點(diǎn)撥：（1）在討論有關(guān)衛(wèi)星的題目時(shí)，關(guān)鍵要明確：向心力、軌道半徑、線速度、角速度和周期彼此影響、互相聯(lián)系，只要其中的一個(gè)量確定了，其他的量也就不變了.只要一個(gè)量發(fā)生了變化，其他的量也都隨之變化，不管是定性的分析還是定量的計(jì)算，都要依據(jù)下列關(guān)系式加以討論： GMmr2?mv2r=mωr=mωv=m

24?T22r.（2）要區(qū)別線速度和發(fā)射速度，不要從v=小，因而發(fā)射越容易”.二、夢想成真 問題（課件展示）：

GMr出發(fā)誤認(rèn)為“高度越大的衛(wèi)星，運(yùn)動(dòng)速度越1.是誰真正為人類邁向太空提供了科學(xué)思想？ 2.世界上第一顆人造地球衛(wèi)星是哪個(gè)國家發(fā)射的？ 3.最先登上月球的是哪國人？

4.中國載人航天工程是哪一年正式啟動(dòng)的？ 5.中國第一個(gè)被送入太空的航天員是誰？

學(xué)生閱讀課文“夢想成真”這一部分，回答上述問題.明確：1.俄羅斯學(xué)者齊奧爾科夫斯基

2.蘇聯(lián)

3.美國人 4.1992年

5.楊利偉

點(diǎn)評(píng)：通過閱讀課文，解決問題.感知人類探索宇宙的夢想，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀、價(jià)值觀.閱讀材料：

材料1.人類探索太空的成就

從1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，到今天人類已向太空發(fā)射了數(shù)以千計(jì)的包括衛(wèi)星、空間站在內(nèi)的航天器.“阿波羅”11號(hào)成功登陸月球，載人航天技術(shù)迅速發(fā)展.與此同時(shí)，探索太空、尋找人類知音的活動(dòng)，也在持續(xù)進(jìn)行.“先驅(qū)者”10號(hào)、11號(hào)及“旅行者”1號(hào)和2號(hào)先后出發(fā)，進(jìn)入了茫茫太空，開始了它們的探索之旅.中華民族也不甘示弱，在火箭技術(shù)、衛(wèi)星發(fā)射回收等技術(shù)方面均走在了世界的前列.伴隨著“神舟五號(hào)”的發(fā)射成功，中國已正式啟動(dòng)“嫦娥工程”，開始了宇宙探索的新征程.材料2.中華民族是最早產(chǎn)生飛天夢想的偉大民族.從“嫦娥奔月”的動(dòng)人傳說到敦煌飛天的美麗壁畫，從明代的萬戶飛天到如今的“神舟”號(hào)飛船，中華民族探索太空的腳步從來就沒有停止過.1970年4月24日，我國的第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅”1號(hào)上天了，嘹亮的“東方紅”樂曲響徹太空，中國人有了自己的衛(wèi)星.接著，我國相繼研制和發(fā)射了科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、返回式衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等一系列衛(wèi)星.2003年10月15日9時(shí)整，“神舟五號(hào)”飛船載著中國第一位航天員楊利偉成功升空，在太空遨游了21個(gè)多小時(shí)，繞地球飛行14圈，于2003年10月16日6時(shí)23分在內(nèi)蒙古草原安全著陸.飛船的成功發(fā)射，標(biāo)志著中國成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國家.中國和其他國家一樣，在此之前探索宇宙的道路已經(jīng)歷了艱難的跋涉，且已取得了巨大成就.課堂訓(xùn)練

1.關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B.它是近地圓軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度 C.它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度 D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度

答案：BC

2.同步衛(wèi)星是與地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星，它的周期T=24 h.關(guān)于同步衛(wèi)星的下列說法正確的是（）

A.同步衛(wèi)星離地面的高度和運(yùn)行速度是一定的

B.同步衛(wèi)星離地面的高度越高，其運(yùn)行速度就越大；高度越低，速度越小 C.同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空，相對(duì)地面靜止不動(dòng)

D.同步衛(wèi)星的向心加速度與赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度大小相等 答案：AC

3.2004年10月19日，中國第一顆業(yè)務(wù)型同步氣象衛(wèi)星——“風(fēng)云二號(hào)C”發(fā)射升空，并進(jìn)入預(yù)定軌道.下列關(guān)于這顆衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的描述，正確的是（）A.速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間

B.周期小于地球自轉(zhuǎn)周期 C.加速度小于地面重力加速度

D.處于平衡狀態(tài) 答案：C 4.我們?cè)O(shè)想，如果地球是個(gè)理想的球體，沿地球的南北方向修一條平直的閉合高速公路，一輛性能很好的汽車在這條高速公路上可以一直加速下去，并且忽略空氣阻力，那么這輛汽車的最終速度（）

A.無法預(yù)測

B.與飛機(jī)速度相當(dāng) C.小于“神舟五號(hào)”宇宙飛船的速度

D.可以達(dá)到7.9 km/s 答案：D 課堂小結(jié)

1.知識(shí)小結(jié)

萬有引力定律和向心力公式相結(jié)合，可以推導(dǎo)出衛(wèi)星繞行的線速度、角速度、周期和半徑的關(guān)系，記住三種宇宙速度的數(shù)值，結(jié)合航天知識(shí)可以進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算.同步衛(wèi)星是眾多衛(wèi)星當(dāng)中較特殊的一種，認(rèn)識(shí)它的特點(diǎn)和規(guī)律，可以用來求解很多題目.2.規(guī)律方法總結(jié)

（1）萬有引力定律應(yīng)用于衛(wèi)星問題，是牛頓第二定律在天體運(yùn)行中的具體應(yīng)用.把握好萬有引力定律、牛頓第二定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)及其他力學(xué)知識(shí)的綜合，是解答本節(jié)問題的關(guān)鍵.（2）公式GMmr2=mg中的g是與r（即軌道半徑）有關(guān)的量，而不是一個(gè)定值，只是在地球表面附近時(shí)，g的變化很小，在處理自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了簡化問題，把g作為定值處理了.布置作業(yè)

1.閱讀教材的科學(xué)漫步欄目——黑洞.2.上網(wǎng)查閱：（1）人造衛(wèi)星的種類.（2）同步衛(wèi)星的含義及特點(diǎn).板書設(shè)計(jì) 宇宙航行 ??v2??mr????maGMm,???衛(wèi)星:萬有引力提供向心力22rmr???2??4??mr?2T??? 宇宙航行??第一宇宙速度v1?7.9km/s???宇宙速度?第二宇宙速度v2?11.2km/s???第三宇宙速度v3?16.7km/s???世界探索太空的成就?夢想成真???中國探索太空的成就???活動(dòng)與探究

課題：為“神舟”飛船設(shè)計(jì)一項(xiàng)搭載實(shí)驗(yàn).活動(dòng)內(nèi)容：在“神舟五號(hào)”飛船或航天飛機(jī)內(nèi)，都搭載了不少利用微重力環(huán)境的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中有些是中學(xué)生設(shè)計(jì)的，如在“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)內(nèi)就搭載有我國中學(xué)生設(shè)計(jì)的“微重力下蠶的生長發(fā)育的實(shí)驗(yàn)”.我國即將發(fā)射“神舟七號(hào)”載人飛船，你想在飛船內(nèi)搭載實(shí)驗(yàn)嗎？請(qǐng)?jiān)诶蠋煹闹笇?dǎo)下合作，設(shè)計(jì)一項(xiàng)搭載實(shí)驗(yàn).全班同學(xué)可舉行一次活動(dòng)，評(píng)選出優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)方案.習(xí)題詳解

1.解答：設(shè)飛船的質(zhì)量是m，周期為T，離地面高度為h.由題意知：T=21?3600?23?6014s=5 498.57 s

GMm(R?h)2萬有引力提供飛船做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力得=m(R+h)

4?T22, 故“神舟五號(hào)”距離地面的高度h=3代入數(shù)據(jù)得h=3.4×105 m.GMT4?22?R

2.解答：近地飛行的軌道半徑r=R(R為地球半徑）.設(shè)其速度為v.由萬有引力提供向心力得

GMmR2?mvR

2①

忽略地球自轉(zhuǎn)，地球表面上質(zhì)量為m0的物體的重力m0g=

GMmR20

②

由①②得v=gR.MmR23.解答：（1）由mg=G得

g1g2?M1R2M2R221 所以g1=M1R2M2R122g2=8.9 m/s.2（2）由GM1mR21?mv2R1得v=

GMR11?R1g1=7.3km/s.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

學(xué)科教學(xué)活動(dòng)以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、品德三維一體的全面發(fā)展，這是本課件設(shè)計(jì)的基本理念.學(xué)生已學(xué)過平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、萬有引力定律等基本理論，具備了解決問題的基本工具.本節(jié)課的難點(diǎn)在于對(duì)人造衛(wèi)星原理的理解，因此教學(xué)設(shè)計(jì)上采用理論探究法：在設(shè)計(jì)中突出發(fā)揮學(xué)生的主體作用，課堂中通過設(shè)疑→思考→啟發(fā)→引導(dǎo)這樣一條主線，激發(fā)鼓勵(lì)學(xué)生大膽思考、積極參與，讓學(xué)生通過自己的分析來掌握獲取相關(guān)的知識(shí)和方法.

第三篇：高中物理 6.5宇宙航行教案（定稿）

物理必修2人教新課標(biāo)6.5宇宙航行教案

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1、了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)。

2、知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。

（二）過程與方法

通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。

2、感知人類探索宇宙的夢想，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生價(jià)值觀?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

第一宇宙速度的推導(dǎo) ★教學(xué)難點(diǎn)

運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系 ★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具

有關(guān)練習(xí)題的投影片、計(jì)算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備 ★教學(xué)過程

（一）引入新課

教師活動(dòng)：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了萬有引力的成就。現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們回憶下列問題：

1、萬有引力定律在天文學(xué)上有何應(yīng)用？

2、如何應(yīng)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量？能否計(jì)算環(huán)繞天體的質(zhì)量？學(xué)生活動(dòng)：經(jīng)過思考，回答上述問題：

用心

愛心

專心

1、應(yīng)用萬有引力定律可以估算天體的質(zhì)量；可以來發(fā)現(xiàn)未知天體。

2、應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量時(shí)，萬有引力充當(dāng)向心力，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的三種表述方式可得三種形式的方程，即

Mmv2G2?m

rrG

①

Mm

2=mω·r

2r

②

Mm4?2rG2=m2 rT教師活動(dòng)：點(diǎn)評(píng)、總結(jié)

③

導(dǎo)入：這節(jié)課我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)有關(guān)宇宙航行的知識(shí)。

（二）進(jìn)行新課

1、宇宙速度

教師活動(dòng)：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文第一自然段，同時(shí)思考下列問題［投影出示］：

1、在地面拋出的物體為什么要落回地面？

2、什么叫人造地球衛(wèi)星？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，從課文中找出相應(yīng)的答案。

1、在地面上拋出的物體，由于受到地球引力的作用，所以最終都要落回到地面。

2、如果在地面上拋出一個(gè)物體時(shí)的速度足夠大，那么它將不再落回地面，而成為一個(gè)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，這個(gè)物體此時(shí)就可認(rèn)為是一顆人造地球衛(wèi)星。

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生深入探究

1、月球也要受到地球引力的作用，為什么月亮不會(huì)落到地面上來？

2、物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛行的距離與飛行的水平初速度有何關(guān)系?

3、若拋出物體的水平初速度足夠大，物體將會(huì)怎樣？

學(xué)生活動(dòng)：分組討論，得出結(jié)論。

用心

愛心

專心 2

1、由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)月球受到的地球的引力（即重力），用來充當(dāng)繞地運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力，故而月球并不會(huì)落到地面上來。

2、由平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知：

x=v0t

h=

① ②

12gt

2聯(lián)立①、②可得： x=v0

2h g即物體飛行的水平距離和初速度v0及豎直高度h有關(guān)，在豎直高度相同的情況下，水平距離的大小只與初速度v0有關(guān)，水平初速度越大，飛行的越遠(yuǎn)。

3、當(dāng)平拋的水平初速度足夠大時(shí)，物體飛行的距離也很大，由于地球是一圓球體，故物體將不能再落回地面，而成為一顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。

教師活動(dòng)：總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。

課件演示《人造衛(wèi)星發(fā)射原理圖》：平拋物體的速度逐漸增大，飛行距離也跟著增大，當(dāng)速度足夠大時(shí)，成為一顆繞地運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。

牛頓曾依據(jù)平拋現(xiàn)象猜想了衛(wèi)星的發(fā)射原理，但他沒有看到他的猜想得以實(shí)現(xiàn)。今天，我們的科學(xué)家們把牛頓的猜想變成了現(xiàn)實(shí)。

教師活動(dòng)：［過渡語］從上面學(xué)習(xí)可知，當(dāng)平拋物體的初速度足夠大時(shí)就可成為衛(wèi)星。那么，大到什么程度就叫足夠大了呢？下面我們來討論這一個(gè)問題。請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，同時(shí)考慮下面幾個(gè)問題［投影出示］： 1.衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力學(xué)方程是什么？ 2.為什么向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射要困難？

3.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，找出相應(yīng)答案。

Mmv21、衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程是：G2?m

rr2、向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，火箭須克服地球?qū)λ囊Χ龈嗟墓?，?duì)火

用心

愛心

專心 箭的要求更高一些，所以比較困難。

3、人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須具有的速度叫第一宇宙速度。

人造衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度叫第二宇宙速度。人造衛(wèi)星掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙中去時(shí)，所必須具有的速度叫第三宇宙速度。

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生深入探究

1、衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的最小半徑是多少？

2、結(jié)合衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力學(xué)方程，推導(dǎo)第一宇宙速度。

學(xué)生活動(dòng)：分組討論，得出答案。

1、衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的最小半徑近似等于地球的半徑，即在地球表面繞地運(yùn)轉(zhuǎn)。

2、由萬有引力定律和牛頓第二定律，Mmv2得： G2=m ①

RR由于萬有引力近似等于物體的重力，得： GMm=mg ② R2由①、②兩式得 v=gR 代入數(shù)據(jù)得 v=7.9km/s 教師活動(dòng)：總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。

課件演示《三個(gè)宇宙速度》

2、夢想成真

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解人類在探索宇宙的奧秘中已經(jīng)取得的輝煌成就，體會(huì)我國在征服宇宙太空的過程中所取得的偉大成就，培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情和愿為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。

視頻展示：我國載人飛船“神州五號(hào)”升空實(shí)況。

學(xué)生活動(dòng)：閱讀課本，發(fā)表感想。

用心

愛心

專心

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

（四）實(shí)例探究

［例］從地球發(fā)出的光訊號(hào)垂直于地面發(fā)射，訊號(hào)到達(dá)月球表面時(shí)正好能垂直射向水平月面，經(jīng)反射返回地球被吸收，光速為c，光訊號(hào)往復(fù)經(jīng)歷的時(shí)間為t，地球的半徑為R，月球的半徑為r，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，試求地球的質(zhì)量。

Mm4?2解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，月球質(zhì)量為m，則：G'2=m2·r′

rT4?2r'3t所以M=而r′=R+r+c 22GTt4?2(R?r?C)3?232?所以M=(2R+2r+ct)22GT2GT★課余作業(yè)

1、課后完成P78“問題與練習(xí)”中的問題。

2、閱讀教材76頁“科學(xué)漫步”欄目中的短文《黑洞》和77頁“STS”欄目中的短文《航天事業(yè)改變著人類生活》 ★教學(xué)體會(huì)

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

附：課堂練習(xí)

用心

愛心

專心 5 1.要使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，它進(jìn)入地面附近的軌道速度是________km/s，要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運(yùn)行，必須使它的軌道速度等于或大于________km/s，要使它飛行到太陽系以外的地方，它的速度必須等于或大于________km/s.2.關(guān)于第一宇宙速度，下面說法正確的是（）A.B.C.D.3.某行星的衛(wèi)星在靠近行星的軌道上飛行，若要計(jì)算行星的密度，需要測出的物理量是()A.C.B.D.4.關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說法中，正確的是()A.球質(zhì)量

B.它們的繞行半徑和繞行周期一定是相同的

C.星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可

D.所受萬有引力減小，故飛行速度減小

5.一顆人造地球衛(wèi)星離地面高h(yuǎn)=3R(R為地球半徑).若已知地球表面的重力加速度為g,則衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度是________，角速度是________，周期是________，若已知地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度是________，角速度是________，周期是________.參考答案：

1.7.9；11.2；16.7 2.BC

用心

愛心

專心 6 3.D 4.AB

MG11g16?R1MGR；16?R gR；5.；；；28?R8RMGgR2RR附：

教學(xué)建議

隨著航天事業(yè)的飛速發(fā)展，人造地球衛(wèi)星的應(yīng)用也越來越廣泛.從高考命題的指導(dǎo)思想來看，要求高考試題具有時(shí)代氣息，反映現(xiàn)代科技的發(fā)展和動(dòng)向，因此有關(guān)衛(wèi)星的問題將繼續(xù)是高考的熱點(diǎn)問題。

解決衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)問題，其依據(jù)都是萬有引力提供向心力，列出相應(yīng)的方程，就可得出向心加速度、線速度、角速度、周期跟軌道半徑的關(guān)系.通過例題和練習(xí)，幫助學(xué)生掌握這一基本方法。

對(duì)于衛(wèi)星的軌道，要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)萬有引力提供向心力，說明無論衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的圓軌道在哪個(gè)平面內(nèi)，但圓軌道的圓心都是地心。

對(duì)于同步衛(wèi)星，結(jié)合例題的討論使學(xué)生明確，同步衛(wèi)星哪些特征是相同的，哪些特征是不同的。

宇宙速度的重點(diǎn)是第一宇宙速度.要讓學(xué)生明確，第一宇宙速度是衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，并掌握求第一宇宙速度的方法。

用心

愛心

專心 7

第四篇：高中物理新課標(biāo)版人教必修2優(yōu)秀教案： 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

整體設(shè)計(jì)

本節(jié)課的主要內(nèi)容是拋體運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律的教學(xué).平時(shí)生活中的一些錯(cuò)誤的思維定勢會(huì)影響學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解.本節(jié)課從理論上通過對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)位移和速度規(guī)律的分析，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立利用已有概念探索新知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)造思維和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力.平拋運(yùn)動(dòng)是整個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的重要內(nèi)容之一.采用的是運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法，它是一種研究運(yùn)動(dòng)的基本方法，它能將復(fù)雜的問題化為簡單的問題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”的重要規(guī)律之一.拋體運(yùn)動(dòng)（重點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)）是學(xué)生第一次應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的分解和合成的方法分析曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法有一定的難度，這種方法在“力的合成與分解”“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”的學(xué)習(xí)中學(xué)生已有基礎(chǔ)，并且學(xué)生已有直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)準(zhǔn)備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎(chǔ)，可以接受和深入理解用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成的方法討論平拋運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移.在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生主動(dòng)嘗試應(yīng)用這種方法來解決平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律這個(gè)新問題.為了讓學(xué)生能順利地掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法，在教師的引導(dǎo)下，通過日常生活中平拋運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，使學(xué)生更深入理解運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)要從牛頓第二定律出發(fā)，先分析水平方向受力如何、豎直方向受力如何，再講水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).這是因?yàn)樵诹W(xué)里，根據(jù)受力確定物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是一個(gè)基本方法.這是新教材與過去教材的不同.教學(xué)重點(diǎn)

1.平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律.2.用平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解答有關(guān)問題.教學(xué)難點(diǎn)

1.讓學(xué)生能根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法探究出平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律.2.學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法解決實(shí)際問題.課時(shí)安排

1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動(dòng).2.知道平拋運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，并且這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)互不影響具有獨(dú)立性.3.能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問題.在得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)而分析斜拋運(yùn)動(dòng).分析斜拋運(yùn)動(dòng)不在具體規(guī)律，而在方法.過程與方法

1.學(xué)生能通過對(duì)生活事例的分析得出平拋運(yùn)動(dòng)的定義.2.體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過程，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成和分解在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的應(yīng)用.3.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法——可以用兩個(gè)簡單的直線運(yùn)動(dòng)來等效替代.利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透物理學(xué)等效代換的思想.4.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法的基礎(chǔ)上自主探究斜拋運(yùn)動(dòng).情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的意識(shí)和勇氣，主動(dòng)探究實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移.課前準(zhǔn)備

自制多媒體課件、小球

教學(xué)過程 導(dǎo)入新課

故事導(dǎo)入

1992年11月15日是柯受良永生難忘的日子，這一天他創(chuàng)下了飛躍長城的壯舉，此次飛越的距離雖僅有30米，但地勢險(xiǎn)要，落點(diǎn)前面是懸崖峭壁，稍不慎就會(huì)撞得粉身碎骨，因此不少人說，這是在“賭命”.但見他面帶笑容和自信，騎著摩托車以每小時(shí)100碼的速度沖上斜坡，然后再加速，突然，天空中劃出一道弧線，摩托車就重重地落在接應(yīng)臺(tái)上，整個(gè)過程不到10秒鐘，在場的觀眾看著這一驚險(xiǎn)場面，無不目瞪口呆.就是在祖**親的博大懷抱中，柯受良成為世界上第一個(gè)飛越長城的人，這是他人生輝煌的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn).1997年，香港回歸前夕，柯受良駕駛跑車成功飛越了黃河天塹壺口瀑布，長度達(dá)55米.飛越當(dāng)天刮著大風(fēng)，第一次飛越?jīng)]有成功，但第二次成功了，其中有過很多危險(xiǎn)的動(dòng)作，但他都安全度過了，因此獲得了“亞洲第一飛人”的稱號(hào).情景導(dǎo)入

1.沿多個(gè)角度將粉筆拋出.2.沿多個(gè)角度將紙片拋出.粉筆和紙片都是拋體運(yùn)動(dòng)嗎？什么是拋體運(yùn)動(dòng)？以一定的初速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng).今天我們用運(yùn)動(dòng)分解的觀點(diǎn)來分析拋體運(yùn)動(dòng).3.將小球從講桌推向桌邊，小球離開講桌做的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng).那么，什么是平拋運(yùn)動(dòng)呢？平拋運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律呢？ 復(fù)習(xí)導(dǎo)入

1.復(fù)習(xí)物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件和做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.2.復(fù)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法，并理解分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和各分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,指出這種方法在解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)問題時(shí)的作用.3.復(fù)習(xí)如何用坐標(biāo)描述做一維運(yùn)動(dòng)和二維運(yùn)動(dòng)的物體的位置和速度.4.復(fù)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.推進(jìn)新課

演示：將粉筆以與水平方向各種夾角拋出，說明：在空氣阻力可以忽略的情況下，粉筆都在做拋體運(yùn)動(dòng).引導(dǎo)學(xué)生分析得出：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng).物體做平拋運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)條件：①有水平初速度;②運(yùn)動(dòng)過程中只受重力.請(qǐng)同學(xué)們想一想，平時(shí)生活中你見過平拋運(yùn)動(dòng)嗎？舉例說明.研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是要確定物體在任一時(shí)刻的位置和速度.一、拋體的位置

首先，研究初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律.教師設(shè)疑：還能像描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)那樣，用一維坐標(biāo)來描述平拋物體的運(yùn)動(dòng)位置嗎？

不能，由于拋體運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，至少要用二維坐標(biāo)才能描述平拋物體的運(yùn)動(dòng).演示：貼近黑板，在黑板的平面上，用手把小球水平拋出，用粉筆記下小球離開手的位置，描出軌跡.我們以小球離開手的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以水平拋出的方向?yàn)閤軸的方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸的方向，建立坐標(biāo)系，并從這一瞬間開始計(jì)時(shí).用牛頓第二定律的觀點(diǎn)分析水平方向、豎直方向的力和運(yùn)動(dòng)的特征.問題1：豎直方向受什么力，有沒有加速度，有沒有初速度？水平方向受什么力，有沒有加速度，有沒有初速度？

問題2：是否可以把平拋運(yùn)動(dòng)看成是水平方向和豎直方向上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成,這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)各有什么特點(diǎn)呢？

結(jié)論1：因拋出時(shí)，物體只受重力的作用，豎直方向有大小為g的加速度，沒有初速度;不受水平方向的力，所以，小球在水平方向沒有加速度，水平方向保持初速度v0不變.2：平拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.平拋運(yùn)動(dòng)物體在任意時(shí)刻t的位置：

x=v0t(1)y=12gt2(2)

12平拋運(yùn)動(dòng)物體在任意時(shí)刻t的位移：s=OP?

二、拋體的軌跡

x?y22?(v0t)?(2gt).22例1 討論以速度v0水平拋出的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡.分析：在初中數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)過，直角坐標(biāo)系中的一條曲線可以用包含x、y的關(guān)系式來代表.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡能否用包含x、y的關(guān)系式來代表呢？ 解答：將（1）（2）兩式消去時(shí)間t得到軌跡方程y=

g2v02x

2上式為拋物線方程，“拋物線”的名稱就是從物理來的.課堂訓(xùn)練

(1)在距地面高為h=20 m處，有兩個(gè)物體A、B，在A以v0=20 m/s平拋的同時(shí)，B物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，問誰先落地（）

A.A先落地

B.B先落地

C.同時(shí)落在

(2)某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車上，將一物體自由地釋放于窗臺(tái)外，在不計(jì)空氣阻力的情況下，則本人看到該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

(3)在上題中，若有一個(gè)人站在地面上靜止不動(dòng)，則看到該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

參考答案：(1)C(2)A

(3)C

自主探究

如果物體拋出時(shí)的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方且僅受重力，這樣的斜拋運(yùn)動(dòng)怎么分析？ 知識(shí)拓展

斜拋運(yùn)動(dòng)的位置

問題：1.斜拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力，水平方向的速度變化嗎？如果水平速度不變，應(yīng)該有多大？ 2.斜拋運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上相比，有什么相同和不同？ 結(jié)論：1.水平方向做速度為vx= v0cosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng).2.豎直方向做初速度為vy=v0sinθ豎直上拋運(yùn)動(dòng)或豎直下拋運(yùn)動(dòng).斜上拋運(yùn)動(dòng)： x=vxt=v0cosθ·t y=v0sinθ·t-斜下拋運(yùn)動(dòng)：x=vxt= v0cosθ·t y=v0sinθ·t+

三、拋體的速度

要求學(xué)生畫出在平面坐標(biāo)中平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度的方向，同樣道理，先把平拋運(yùn)動(dòng)分解，確定兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在某時(shí)刻的速度，再將兩個(gè)分速度合成，就是平拋運(yùn)動(dòng)的速度.水平速度：vx=v0

1212gt2 gt2

豎直速度：vy=gt平拋運(yùn)動(dòng)的速度:vt的大小vt=vx?vy?22v0?2gh.2例2 一個(gè)物體以10 m/s的速度從10 m的高度水平拋出，落地時(shí)速度的方向與地面的夾角θ是多少（不計(jì)空氣阻力）? 分析：物體在水平方向不受力，所以加速度為0，速度總等于初速度v0=10 m/s；在豎直方向的加速度為g，初速度為0，可以用勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.解答：落地時(shí)，物體在水平方向的速度vx=v0=10 m/s.落地時(shí)豎直方向的速度記為vy,在豎直方向遵循勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有

vy=2gh，由此解出vy=14.1 m/s 2tanθ=vy/vx=1.41,θ=55° 課堂訓(xùn)練

1.平拋運(yùn)動(dòng)物體的飛行時(shí)間由什么量決定？寫出表達(dá)式.2.平拋運(yùn)動(dòng)物體的水平飛行距離由什么量決定？寫出表達(dá)式.3.平拋運(yùn)動(dòng)物體的落地速度由什么量決定？寫出表達(dá)式.參考答案：1.飛行時(shí)間由高度決定，表達(dá)式為:t=

2hg2hg.2.飛行水平距離由高度和初速度決定,表達(dá)式:x=v0.3.落地速度由初速度和高度決定,表達(dá)式:v=v0?2gh.課堂小結(jié)

本節(jié)課主要內(nèi)容包括：1.拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的概念：用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)；

2.平拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性;3.初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律x=v0t，y=gt2/2;4.初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律vx=v0、vy=gt.本節(jié)課不僅是知識(shí)的學(xué)習(xí)，更為重要的是在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成和分解的科學(xué)思維方法，將曲線運(yùn)動(dòng)化為直線運(yùn)動(dòng)，使復(fù)雜問題簡單化.布置作業(yè)

教材“問題與練習(xí)”第1、2題

板書設(shè)計(jì)

3.拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

一、拋體的位置

任意一點(diǎn)的位置P(x,y)，其中x=vt y=

12gt

22任意時(shí)刻的位移:s=1x?y22?(vt)?(212gt)22

方向tanα=yxvt

二、拋體的軌跡 ?2gt2?gt2v

y=g2v20x

2三、拋體的速度

任意時(shí)刻的速度由vx=v0,vy=gt得vt=v0?2gh

四、斜拋的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋): 處理方法：運(yùn)動(dòng)的合成與分解

活動(dòng)與探究

課題：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

內(nèi)容：自制一個(gè)能自動(dòng)噴出墨水的注射器代替小鋼球，讓注射器做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自動(dòng)噴出墨水，在坐標(biāo)紙上就記錄下注射器的運(yùn)動(dòng)軌跡.2具體做法：用一次性注射器（優(yōu)點(diǎn)是針頭在正中，且不易摔碎）.在活塞尾端和管套端用橡皮筋拴上,其松緊程度可調(diào)整,使抽入水后在橡皮筋的彈力作用下能自動(dòng)噴出較強(qiáng)的水流即可.為了防止針管在軌道上滑動(dòng),可在針管外貼一周橡皮膏(或套上一適當(dāng)?shù)哪z套).習(xí)題詳解

1.解答：（1）摩托車能越過壕溝.摩托車做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向位移為y=1.5 m=2yg39.812gt

2經(jīng)歷時(shí)間t=?s=0.55 s 在水平方向位移x=vt=40×0.55 m=22 m＞20 m 所以摩托車能越過壕溝.一般情況下，摩托車在空中飛行時(shí)，總是前輪高于后輪，在著地時(shí)，后輪先著地.說明：本題的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來解決實(shí)際問題.（2）摩托車落地時(shí)在豎直方向的速度為vy=gt=9.8×0.55 m/s=5.39 m/s 摩托車落地時(shí)在水平方向的速度為vx=v=40 m/s

22摩托車落地時(shí)的速度v=vx?vy?402?5.392m/s=40.36 m/s 摩托車落地時(shí)的速度與豎直方向的夾角為θ，tanθ=vx/vy=40/5.39=7.42.2.解答：該車已經(jīng)超速.零件做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向位移為y=2.45 m=2yg4.99.812gt

2經(jīng)歷時(shí)間t=?s=0.71 s 在水平方向位移x=vt=13.3 m 零件做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v=x/t=13.3/0.71 m/s=18.7 m/s=67.4 km/h＞60 km/h 所以該車已經(jīng)超速.3.解答:（1）讓小球從斜面上某一位置A無初速釋放；測量小球在地面上的落點(diǎn)P與桌子邊沿的水平距離x；測量小球在地面上的落點(diǎn)P與小球靜止在水平桌面上時(shí)球心的豎直距離y.小球離開桌面的初速度為v=xg2y.（2）測量鋼球在斜面上開始滾下的位置相對(duì)桌面的高度h，鋼球開始的重力勢能為mgh，如認(rèn)為滾到桌面的動(dòng)能為12mv，由機(jī)械能守恒定律mgh=

212mv，所以鋼球速度v2=2gh.對(duì)

2比這兩個(gè)速度發(fā)現(xiàn)v1＜v2，這是因?yàn)殇撉驖L到桌面時(shí)的動(dòng)能除有向前運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能外，還有轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，鋼球的重力勢能有一部分轉(zhuǎn)化成鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，不計(jì)算這部分動(dòng)能而認(rèn)為12mv=mgh使v2值偏大.2說明：本題討論鋼球從桌面滾下按機(jī)械能守恒定律求速度v2造成的誤差大，只要求學(xué)生聯(lián)系實(shí)際知道這是因?yàn)闆]有考慮鋼球的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能造成的，教學(xué)中不需要進(jìn)一步討論.下面列舉我們對(duì)本題所做的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)作參考.實(shí)驗(yàn)儀器：平拋實(shí)驗(yàn)器.小球參數(shù)：鋼球直徑17.486 mm（用千分尺測量）；鋼球質(zhì)量21.8 g.實(shí)驗(yàn)方法：

①描繪平拋曲線，用平拋曲線求出小球水平拋出的初速度 v=1.10 m/s—1.14 m/s.②將斜槽軌道從平拋實(shí)驗(yàn)器上拆下，用鐵架臺(tái)夾持，調(diào)節(jié)出口水平，在小球水平出口B處安裝光電門，測量小球在水平出口B處的擋光時(shí)間t.用千分尺或游標(biāo)卡尺測出小球的直徑D，算出小球的平均速度作為B位置的瞬時(shí)速度v=1.10 m/s.以上兩種方法的測量數(shù)據(jù)基本一致.③測出小球從位置A到水平位置的豎直高度h=10.4 cm，用機(jī)械能守恒定律計(jì)算出小球在B位置的速度為v=1.43 m/s.數(shù)據(jù)分析：從平拋曲線測量的速度與光電門測量的速度，兩者基本一致，可以作為速度的準(zhǔn)確值.與用機(jī)械能守恒定律計(jì)算的速度值誤差約為29%.小球重力勢能Ep=22.2×10 J，平動(dòng)動(dòng)能Ek1=13.4×10 J，可知小球轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek2=8.79×10 J.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能約占總能量的39.6%.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)生知識(shí)的形成過程和對(duì)知識(shí)的真正理解，教學(xué)過程中注重啟發(fā)學(xué)生思維活動(dòng)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性.使學(xué)生不僅掌握了本節(jié)知識(shí)，而且發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法，有助于學(xué)生今后的自主學(xué)習(xí).首先，有意識(shí)地讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上順利進(jìn)行新知識(shí)的同化.復(fù)習(xí)了物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、用二維坐標(biāo)描述物體在平面上的曲線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和合成與分解的方法及應(yīng)用它解決復(fù)雜問題的意義;其次，關(guān)注學(xué)生知識(shí)的形成過程，讓學(xué)生達(dá)到對(duì)知識(shí)的深層次理解，而不僅僅是結(jié)論的記憶.先討論在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)為什么要分解，接著從理論上探究為什么平拋運(yùn)動(dòng)可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，再將分運(yùn)動(dòng)合成為平拋運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、規(guī)律;最后，通過領(lǐng)會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法，繼續(xù)運(yùn)用這一方法深入探究斜拋運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生的思維方式得到升華.-3

第五篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 圓周運(yùn)動(dòng)

圓周運(yùn)動(dòng) 整體設(shè)計(jì)

教材首先列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，以及科學(xué)研究所涉及的范圍，大到星體的運(yùn)動(dòng)，小到電子的繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，接著通過比較自行車大小齒輪以及后輪的運(yùn)動(dòng)快慢引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系.教材設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，使整節(jié)課渾然一體，密不可分.本節(jié)課可以通過生活實(shí)例（自行車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置），讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別，有必要引入相關(guān)的物理量加以描述.學(xué)習(xí)線速度的概念，可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長與時(shí)間比值保持不變的特點(diǎn)，進(jìn)而引出線速度的大小與方向.學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí)，應(yīng)向?qū)W生說明這兩個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的，即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，每通過一段弧長都與轉(zhuǎn)過一定的圓心角相對(duì)應(yīng)，因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過的圓心角與時(shí)間比值來描述，由此引入角速度的概念.又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn)，物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長短來描述，為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時(shí)，不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性.在講述概念的同時(shí)，要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng).教學(xué)重點(diǎn)

線速度、角速度、周期概念，及其相互關(guān)系的理解和應(yīng)用，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).教學(xué)難點(diǎn)

角速度概念的理解和勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解.課時(shí)安排

1課時(shí)

三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.了解物體做圓周運(yùn)動(dòng)的特征.2.理解線速度、角速度和周期的概念，知道它們是描述物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算.3.理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系.過程與方法

1.聯(lián)系日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，找出共同特征.2.知道描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法，進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：線速度v、角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n等.3.探究線速度與角速度之間的關(guān)系.情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2.通過親身感悟，使學(xué)生獲得對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量（線速度、角速度、周期等）以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識(shí).課前準(zhǔn)備

多媒體課件、機(jī)械鐘表、小球、細(xì)線、風(fēng)扇、雨傘、水等.教學(xué)過程 導(dǎo)入新課

演示導(dǎo)入

演示機(jī)械式鐘表時(shí)針、分針、秒針的運(yùn)動(dòng)情況（可以撥動(dòng)鐘表的調(diào)節(jié)旋鈕），讓學(xué)生觀察后說出不同指針運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從而引出圓周運(yùn)動(dòng)的概念.情景導(dǎo)入

演示2：水淋在雨傘上，同時(shí)搖動(dòng)傘柄.觀察：水滴沿切線方向飛出.思考：這說明什么？

結(jié)論：飛出的水滴在離開傘的瞬間，由于慣性要保持原來的速度方向，因而表明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向.例1 分析下圖中，A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系.解析：主動(dòng)輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過程中，皮帶（鏈條）上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)在相同的時(shí)間內(nèi)通過的弧長相等，所以它們線速度大小相等.答案：大小相等

二、角速度

學(xué)生閱讀教材并思考以下幾個(gè)問題： 1.角速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量；

2.角速度等于半徑轉(zhuǎn)過的角度φ和所用時(shí)間t的比值；(ω=3.角速度的單位是rad/s.結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，交流討論角速度的單位.說明：對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，角速度ω是恒定的.4.周期、頻率和轉(zhuǎn)速

學(xué)生閱讀教材并思考以下幾個(gè)問題：

做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期；周期的倒數(shù)（單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)完成周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù)）叫頻率；每秒鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速.注明：下列情況下，同一輪上各點(diǎn)的角速度相同.三、線速度、角速度、周期之間的關(guān)系

既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，那么它們之間有什么樣的關(guān)系呢？

?)t

分析：一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，問：

1.它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期，用T表示，它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長為2πr.由此可知它的線速度為2?rT.2.一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為2π，物體的角速度為通過思考總結(jié)得到：

2?.T2??r??T???v=ωr 2?????T?v?

答案：3∶1 1∶1 1∶1 課堂小結(jié)

本節(jié)課通過描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的快慢問題，引入了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，它是一種變速運(yùn)動(dòng).描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量：

線速度：v=角速度：ω=?s ?t?? ?t1周期與頻率：f=

T2?r2?相互關(guān)系：v=

ω=

v=rω

TT布置作業(yè)

教材“問題與練習(xí)”1、2、5.板書設(shè)計(jì) 5.圓周運(yùn)動(dòng)

一、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量

1.線速度

（1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過的弧長與所用時(shí)間的比值（2）公式：v=?s(s為弧長,非位移)?t（3）物理意義 2.角速度

（1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的半徑掃過的角度與所用時(shí)間的比值（2）公式：ω=?? ?t（３）單位：rad/s（４）物理意義 3.轉(zhuǎn)速和周期

二、線速度、角速度、周期間的關(guān)系 v=rω ω=2? T活動(dòng)與探究

(2)1 s內(nèi)可讀的扇區(qū)數(shù)為1 s×5 r/s×18/r=90(個(gè)),故可讀字節(jié)數(shù)=512×90=46 080(字節(jié)).說明：本題的用意是讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際情況來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

本教學(xué)設(shè)計(jì)通過大量的生活實(shí)例，引導(dǎo)出圓周運(yùn)動(dòng)的定義.對(duì)比描述直線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的速度概念，并結(jié)合實(shí)例得出線速度以及角速度的概念，并通過分析歸納得出線速度和角速度的關(guān)系.整個(gè)設(shè)計(jì)緊緊和學(xué)生的生活實(shí)際結(jié)合，化抽象為具體，較好地突破了難點(diǎn).-